Sag-group.ru

Стройка бетон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какая теплопроводность у кирпича

Какая теплопроводность у кирпича?

Качество дома оценивается по многим факторам, одним из которых является способность удерживать тепло. Теплопроводность кирпича влияет на этот показатель. Поэтому перед началом строительства или утепления здания учитывается это свойство стройматериала. Популярным и доступным средством для возведения стен является керамический кирпич. Так как большинство его видов обладают слабой теплоизоляцией, то этот недостаток компенсируется с помощью термоизоляционных конструкций.

Сопротивление передаче

Требуемое сопротивление теплопередаче

Определим требуемое сопротивление теплопередаче R ˳ᵐᵖжилого здания, например, в Санкт-Петербурге или каком-либо другом районе Северо-Запада с нормальным влажностным режи­мом помещения. При проектировании ограждающих конструкций должны со­блюдаться нормы строительной теплотехники согласно СНиП 11-3-79 «Строительная теплотехника».

Исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий:

Коэффициент теплопередачи

Здесь n=1 — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности стены по отношению к наруж­ному воздуху;
tB= 20 O C— расчетная температура внутреннего воздуха со­гласно ТСН 23-340-2003 «Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормативы по энергопотреблению и теплозащите»;
tH= -26 O C— расчетная зимняя температура наружного воз­духа, равная средней температуре наиболее холодной пятидневке с обеспеченностью 0,92;
Dt H =-4 O C — нормативный температурный перепад между тем­пературой внутреннего воздуха и температурой внутренней по­верхности;
aB— коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности стены.

Напомним, что число градусо-суток отопительного периода для Санкт-Петербурга будет ГСОП = 7796 o C /сут.. Здесь, согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», z= 220 дней — продолжительность периода со средней су­точной температурой меньше 8 градусов С, а 1,8 С — средняя температура этого периода.

В результате получаем значение сопротивления теплопередаче наружных стен, рассчитанное по предписываемому подходу, — 3,08. Выбирая наибольшее значение, окончательно получаем R ˳ᵐᵖ =3,08 м²*ºС/Вт.

Термическое сопротивление ограждающей конструкции

Требуемое сопротивлениетеплопередаче применительно к рас­сматриваемой конструкции стены будет определять лишь мини­мальную толщину теплоизолирующего газобетонного слоя. Вы­бор проектной толщины слоя должен являться результатом тех­нико-экономических расчетов. При этом подход к таким расчетам зависит от задач инвестора и заказчика-застройщика в инвестиционном проекте строительства здания. Если задача заключается в минимизации себестоимости квадратного метра площади, то тре­буется и минимальная толщина газобетона. Если инвестор и заказчик-застройщик исходят из интересов собственника или пользова­теля жилых помещений, то увеличение толщины газобетона следу­ет рассматривать как инвестиционный проект, направленный на экономию теплопотерь. Для расчетов необходимо задаться вопро­сами внутренней нормы рентабельности, прогнозируемой цены на тепловые ресурсы и многими другими.

Ни первая (относительно простая), ни вторая задача не явля­лись целью вопросами работы. Чтобы показать возможность обе­спечения приемлемых характеристик ограждающей конструкции, выберем толщину газобетонной кладки, исходя из сложившейся практики. Толщину кладки силикатного лицевого пустотелого кир­пича определим по его геометрическими размерам, толщину воз­душной прослойки между кирпичем и газобетоном — технологи­ческой реализуемостью.

Н.И. ВАТИН , д. т. н.,проф., зав. кафедрой «Технология, организация и экономика строительства» инженерно-строительногофакультета ГОУ СПбГПУ,Г.И. ГРИНФЕЛЬД ,начальник отдела техническогоразвития

компании « АЭРОК », О.Н. ОКЛАДНИКОВА , инженер ГОУ СПбГПУ,С.И. ТУЛЬКО , генеральный директор Павловского завода строительных материалов

Исходные данные

1. Климат местности и микроклимат помещения

Район строительства: г. Нижний Новгород.

Назначение здания: жилое .

Расчетная относительная влажность внутреннего воздуха из условия не выпадения конденсата на внутренних поверхностях наружных ограждений равна — 55% (СНиП 23-02-2003 п.4.3. табл.1 для нормального влажностного режима).

Оптимальная температура воздуха в жилой комнате в холодный период года tint= 20°С (ГОСТ 30494-96 табл.1).

Читайте так же:
Термопары для печей обжига кирпича

Расчетная температура наружного воздуха text, определяемая по температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 = -31°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 5);

Продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха 8°С равна zht = 215 сут (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 11);

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период tht = -4,1°С (СНиП 23-01-99 табл. 1 столбец 12).

2. Конструкция стены

Расчет толщины утеплителя

Стена состоит из следующих слоев:

  • Кирпич декоративный (бессер) толщиной 90 мм;
  • утеплитель (минераловатная плита), на рисунке его толщина обозначена знаком «Х», так как она будет найдена в процессе расчета;
  • силикатный кирпич толщиной 250 мм;
  • штукатурка (сложный раствор), дополнительный слой для получения более объективной картины, так как его влияние минимально, но есть.

3. Теплофизические характеристики материалов

Значения характеристик материалов сведены в таблицу.

теплопроводности слоев стены

Примечание (*): Данные характеристики можно также найти у производителей теплоизоляционных материалов.

Расчет

4. Определение толщины утеплителя

Для расчета толщины теплоизоляционного слоя необходимо определить сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции исходя из требований санитарных норм и энергосбережения.

4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию энергосбережения

Определение градусо-суток отопительного периода по п.5.3 СНиП 23-02-2003:

Примечание: также градусо-сутки имеют обозначение — ГСОП.

Нормативное значение приведенного сопротивления теплопередаче следует принимать не менее нормируемых значений, определяемых по СНИП 23-02-2003 (табл.4) в зависимости от градусо-суток района строительства:

Rreq= a×Dd + b = 0,00035 × 5182 + 1,4 = 3,214м 2 × °С/Вт ,

где: Dd — градусо-сутки отопительного периода в Нижнем Новгороде,

a и b — коэффициенты, принимаемые по таблице 4 (если СНиП 23-02-2003) или по таблице 3 (если СП 50.13330.2012) для стен жилого здания (столбец 3).

4.1. Определение нормы тепловой защиты по условию санитарии

В нашем случае рассматривается в качестве примера, так как данный показатель рассчитывается для производственных зданий с избытками явной теплоты более 23 Вт/м 3 и зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации (осенью или весной), а также зданий с расчетной температурой внутреннего воздуха 12 °С и ниже приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных).

Определение нормативного (максимально допустимого) сопротивления теплопередаче по условию санитарии (формула 3 СНиП 23-02-2003):

расчет нормативного сопротивления теплопередачи по условию санитарии

где: n = 1 — коэффициент, принятый по таблице 6 [1] для наружной стены;

tint = 20°С — значение из исходных данных;

text = -31°С — значение из исходных данных;

Δtn = 4°С — нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 5 [1] в данном случае для наружных стен жилых зданий;

αint = 8,7 Вт/(м 2 ×°С) — коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 7 [1] для наружных стен.

4.3. Норма тепловой защиты

Из приведенных выше вычислений за требуемое сопротивление теплопередачи выбираем Rreq из условия энергосбережения и обозначаем его теперь Rтр0= 3,214м 2 × °С/Вт .

5. Определение толщины утеплителя

Для каждого слоя заданной стены необходимо рассчитать термическое сопротивление по формуле:

где: δi- толщина слоя, мм;

λi — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/(м × °С).

1 слой (декоративный кирпич): R1 = 0,09/0,96 = 0,094 м 2 × °С/Вт .

3 слой (силикатный кирпич): R3 = 0,25/0,87 = 0,287 м 2 × °С/Вт .

4 слой (штукатурка): R4 = 0,02/0,87 = 0,023 м 2 × °С/Вт .

Определение минимально допустимого (требуемого) термического сопротивления теплоизоляционного материала (формула 5.6 Е.Г. Малявина «Теплопотери здания. Справочное пособие»):

где: Rint = 1/αint = 1/8,7 — сопротивление теплообмену на внутренней поверхности;

Rext = 1/αext = 1/23 — сопротивление теплообмену на наружной поверхности, αext принимается по таблице 14 [5] для наружных стен;

Читайте так же:
Раствор для облицовочного кирпича белого цвета

ΣRi = 0,094 + 0,287 + 0,023 — сумма термических сопротивлений всех слоев стены без слоя утеплителя, определенных с учетом коэффициентов теплопроводности материалов, принятых по графе А или Б (столбцы 8 и 9 таблицы Д1 СП 23-101-2004) в соответствии с влажностными условиями эксплуатации стены, м 2 ·°С/Вт

Толщина утеплителя равна (формула 5,7 [5]):

где: λут — коэффициент теплопроводности материала утеплителя, Вт/(м·°С).

Определение термического сопротивления стены из условия, что общая толщина утеплителя будет 250 мм (формула 5.8 [5]):

где: ΣRт,i — сумма термических сопротивлений всех слоев ограждения, в том числе и слоя утеплителя, принятой конструктивной толщины, м 2 ·°С/Вт.

Из полученного результата можно сделать вывод, что

R = 3,503м 2 × °С/Вт > Rтр0 = 3,214м 2 × °С/Вт → следовательно, толщина утеплителя подобрана правильно.

Сопротивление теплопередаче кирпича

Такая широкая известность этого изделия обуславливается его практичностью и удобством в применении. К тому же готовые строения, выложенные из подобного материала, обладают отличными характеристиками устойчивости и прочности.

Теплопроводность кирпича в таких условиях отходит на второй план. Для создания максимально комфортных условий внутри постройки производят дополнительное утепление, применяя специальные термоизоляционные материалы, обладающие наименьшими значениями коэффициента.

Отдельно хотелось бы отметить внешний вид построек, выполненных из различных разновидностей материалов. Использование керамического кирпича позволяет создавать отличные постройки, обладающие прекрасными внешними характеристиками.

Подобные конструкции являются красочными и яркими, при этом коэффициент теплопроводности керамического кирпича находится в среднем диапазоне значений, что само по себе подразумевает не наилучшие параметры сохранности тепла.

1 Область применения

Наилучшими же показателями среди представленных вариантов обладает силикатный кирпич. Именно он позволяет создавать наиболее теплые конструкции.

Однако внешний вид подобных изделий немного уступает керамическому аналогу по своим параметрам. Обыкновенный же кирпич обладает самыми низкими характеристиками и примитивным внешним видом, что делает нецелесообразным его применение для наружной облицовки зданий.

Теплопроводность, как и водопоглощение или морозостойкость кирпича, играет очень важную роль при выборе строительного материала, необходимого для возведения несущих стен, каких-либо облицовочных работ, кирпичной кладки при устройстве межкомнатных перегородок. Изделие не только позволяет создать неповторимый стиль, но и обеспечивает тепло и уют в доме. Этот фактор является важным при его выборе. Закон Фурье при расчете теплопроводности.

Керамические стеновые материалы

Поризованная керамика

Самым известным представителем керамического строительного материала является кирпич из обожженной глины. Практически в любом месторождении глина имеет свои химические особенности, которые отражаются на свойстве, изготовленной из нее керамики. Отличия также проявляются и в цвете. Некоторые изделия могут быть красными или коричневыми, другие – желтоватыми, третьи бурыми. Цвет зависит от количества осадочных илистых минералов в исходном сырье. Однако специалисты утверждают, что оттенок керамики никак не отражается на ее технических характеристиках. К тому же глина – это не единственный компонент кирпича и пустотелых блоков. В их состав также входит песок и органические добавки. Так, при изготовлении поризованной керамики в формовочную смесь добавляют древесные опилки, которые при обжиге выгорают и оставляют вместо себя замкнутые поры. Последние увеличивают сопротивление теплопередаче материала.

После обжига керамика становится прочной, морозо- и влагоустойчивой. Пустотелые керамические блоки бывают высотой – 215 и 238 мм и длиной – 230-380 мм. Их габариты выбраны не случайно – они соответствуют конструктивным требованиям. Такие блоки позволяют строить относительно тонкие стены с необходимыми параметрами теплопроводности.

Читайте так же:
Реммерс антисоль по кирпичу

Укладка блоков поротерм на монтажную пену

Но следует отметить, что стены из поризованой керамики не в состоянии выдерживать значительных точечных нагрузок. Строительство из этого материала имеет свои особенности. Поризованную керамику целесообразно использовать только в малоэтажном строительстве. При этом нужно выбирать качественные изделия известных производителей. К сожалению, многие предприятия, которые только недавно наладили производство пустотелых блоков из поризованной керамики, часто выпускают продукцию, не отвечающую ГОСТу.

В то же время недостаточно толстые стены из поризованной керамики требуют дополнительного утепления. Стены с внешним утеплением также возводят и из полнотелого кирпича. Однослойные кирпичные стены сегодня практически никто не применяет, т.к. они получаются слишком толстые и тяжелые. Поэтому имеет смысл присмотреться к пустотелым блокам толщиной более 38 см. Внешние несущие стены из них можно не утеплять, сэкономив время и деньги.

Очень важно укладывать поризованную керамику на теплые кладочные растворы. Только в этом случае сопротивление теплопередаче R стен из них будет соответствовать нормативным значениям. Пустотные блоки с заполнением минеральной ватойСуществуют также технологии укладки поризованной керамики на специальную монтажную пену. Использовать обычные строительные растворы не рекомендуется, т.к. они могут попадать во внутренние пустоты и тем самым снижать теплоизоляционные характеристики материала.

Стены из поризованной керамики всегда кладутся в полкамня. Изменять способ укладки нельзя, т.к. короткие грани блоков имеют пазогребневое соединение.

Не так давно на рынке появился новый вид поризованной керамики – блоки с пустотами, заполненными минеральной ватой. По теплоизоляционным параметрам они превосходят обычные пустотные блоки.

Возводя стены из поризованной керамики необходимо стараться как можно меньше использовать подрезку. Дело в том, что подрезанные блоки, а также использование в качестве доборных элементов обычного кирпича, существенно снижает R стены. Не допускаются и трещины в блоках. Если возникает необходимость подрезать блок, то использовать нужно не кирку, а специальную пилу.

Достоинства керамики:

  • высокая теплоемкость (полнотелый кирпич);
  • высокая прочность и долговечность (полнотелый кирпич, клинкер);
  • паропроницаемость;
  • экологичность;
  • хорошие звукоизоляционные свойства;
  • высокие теплоизоляционные свойства (поризованная керамика);
  • относительно малый вес (поризованная керамика).

Недостатки:

Стены из автоклавного бетона

  • высокая теплопроводность (полнотелый кирпич);
  • высокое водопоглощение (кроме клинкера);
  • необходимость использования специнструмента для подрезки (поризованная керамика);
  • невысокая прочность на сжатие (поризованная керамика).

Выбор материала для стен при малоэтажном строительстве

Важнейшим шагом при сооружении дома, от которого зависит возможность применения различных строительных технологий, будущий дизайн и архитектура, является правильный выбор строительного материала. Из всего его многообразия, для возведения малоэтажного дома, можно выделить ряд главных — это дерево, кирпич, различные бетонные конструкции и блоки из ячеистого бетона.

Традиционным материалом, пользующимся огромным спросом на протяжении многих веков во всем мире, считается древесина. С совершенствованием технологий, улучшалось и качество построенных объектов из дерева. Сейчас, многие люди все больше отдают предпочтение дому из оцилиндрованного бревна, бруса или каркасной конструкции. Последняя является наиболее дешевым и практичным вариантом при малоэтажном строительстве.

Выбор материала для стен при малоэтажном строительстве

Толщина наружных стен

При возведении деревянного дома, толщина наружной стены зависит от физических размеров самой древесины. Преимущественно используют недорогие бревна с размерами 25–30 см или брус толщиной 15–20 см. Ввиду этого, максимальная толщина стены из среднестатистического однородного массива не превышает 20 см, что не соответствует стандарту теплопроводности ограждающих конструкций, поэтому требуется дополнительное утепление. Чаще всего в качестве утеплителя применяют минеральную вату.

Читайте так же:
Что такое соляной кирпич

При строительстве дома из газосиликатных блоков рекомендуемая толщина стены с облицовкой кирпича 40 см, что вполне отвечает всем нормам.

Кирпич

В зависимости от технологии производства и своего состава кирпичи разделяются на силикатные и керамические, полнотелые и пустотелые, а также поризованные.

Основные критерии отбора:

  • Несущая способность и его прочность
  • Устойчивость к морозу, влаге и жаре
  • Теплопроводность
  • Технологичность материала (практичность в использовании, скорость кладки)
  • Стоимость

Силикатный кирпич

Силикатный кирпич при малоэтажном строительстве

Силикатный кирпич применяется для сооружения ограждающих конструкций и внутренних стен, но из-за ряда недостатков его использование официально запретили в Москве.

Силикатный кирпич очень восприимчив к воде и жаре. Он хорошо впитывает влагу, а после, под ее воздействием, начинает крошиться. Поэтому из него нельзя класть фундамент, печи, камины и т.д.

Что касается теплопроводности, то силикатный кирпич обладает коэффициентом теплопередачи около 0,7–0,8 Вт/м o С, это выше, чем у полнотелого красного кирпича 0,5–0,6 Вт/м о С, но ниже, чем у бетона плотной структуры 1,2–1,5 Вт/м о С. В зависимости от прочности выделяют семь марок силикатного кирпича: М-75, М-100, М-125, М-150, М-200, М-250, М-300. Также выделяют марки и по морозостойкости: F-15, F-25, F-35, F-50. Из этого следует, что качественный кирпич имеет хорошую прочность и высокую устойчивость к морозу. Также к преимуществам силикатного кирпича можно отнести его повышенные звукоизоляционные качества и невысокую цену.

Керамический кирпич

Керамический кирпич при малоэтажном строительстве

Есть два вида керамического кирпича: лицевой и строительный. Из-за разной технологии производства лицевой кирпич не боится влаги и холода. Его применяют для отделки фасада и внутренних перегородок, также он является хорошей защитой от внешних неблагоприятных условий для строительного кирпича.

По прочности лицевой кирпич разделяют на: М-100, М-125, М-150, М-170, М-200, М-250 и М-300, а по морозостойкости на: 25, 35, 50 и 75.

Красный полнотелый керамический кирпич

Красный полнотелый керамический кирпич при малоэтажном строительстве

Полнотелый кирпич имеет небольшую стоимость, высокую прочность, но недостаточную теплопроводность 0,4–0,6 Вт/м о С, поэтому требуется дополнительная теплоизоляция. Например, стена в полтора кирпича утепляется 10 сантиметровым слоем минеральной ваты. Основное применение полнотелого кирпича — строительство несущих стен.

В зависимости от требуемой толщины кирпичную кладку делают по-разному. Она может быть в полкирпича, в кирпич и в полтора кирпича.

Если требуется опора для бытовых сооружений, то используются кирпичный столбик. Его толщина определяется высотой объекта, то есть, чем выше объект, тем толще столбик.

Эффективный керамический кирпич

Эффективный керамический кирпич при малоэтажном строительстве

Эффективный керамический кирпич бывает двух видов: поризованным и непоризованным.

Непоризованный кирпич имеет низкий коэффициент теплопроводности 0,35–0,4 Вт/м о С, но все равно требует дополнительных мер по утеплению. Несущая способность у такого кирпича невелика.

Пустотелый кирпич производится двумя способами: пластическим формированием или полусухим прессованием. За счет множественных пустот (от 13% до 55%) в своей массе кирпичу удается достичь идеальной плотности. В зависимости от прочности пустотелого кирпича выделяют марки: М-75, М-100, М-125, М-150, М-175, М-200, М-250 и М-300. А в зависимости от морозоустойчивости бывают марки: 15, 25, 35, 50 и 75. Пустотелый кирпич используется для кладки наружных и внутренних стен.

Поризованный кирпич обладает хорошей технологичностью, высокой прочностью, отличной звукоизоляцией и очень низким коэффициентом теплопроводности 0,2-0,27 Вт/м о С. Он производится либо в виде двойных кирпичей, либо в виде больших камней.

Читайте так же:
Производство кирпича рядового полнотелого

Блоки из ячеистого бетона

Блоки из ячеистого бетона при малоэтажном строительстве

В эту группу строительных материалов входят пенобетонные, газобетонные или газосиликатные блоки. Стоит отметить, что блоки из ячеистого бетона прекрасно себя зарекомендовали при строительстве малоэтажных домов.

При производстве пенобетонных блоков используется состав, который при обычной температуре начинает затвердевать в формах, а для пористой структуры туда добавляются специальные химические вещества.

При производстве газосиликатного бетона используется состав: песок, известь, цемент и алюминиевая пудра. Когда смесь доходит до нужного состояния, ее режут на необходимые размеры и отправляют в разогретый до 200 о C автоклав, где она приобретает свои уникальные свойства. Газобетонные блоки при одинаковой плотности с пенобетонными, имеют более высокую прочность и более низкий коэффициент теплопроводности.

Главные конкуренты

Исходя из сказанного выше, можно выделить двух основных конкурентов — это керамические поризованные кирпичи и блоки из ячеистого бетона.

Поризованные строительные материалы на 30–40 % уступают по коэффициенту теплопроводности блокам из ячеистого бетона, но зато в 3,5–4 раза выигрывают по прочности. Поэтому при строительстве нагруженных домов застройщики предпочитают выбирать именно теплую керамику, которая к тому же более привлекательна на вид.

Конечно, у поризованного кирпича есть и минусы, это высокая цена, гулкие стены и сложное закрепление в материале из-за его пустотности (например, довольно трудно что-либо повесить на стену).

Газобетонные блоки прочно закрепились в сфере малоэтажного строительства. К их главным преимуществам можно отнести отличную теплопроводность, высокую прочность, паропроницаемость, технологичность, экологичность, невысокую цену и отсутствие пустот. Но есть и минусы, это хрупкость и гигроскопичность, которые при правильном соблюдении всех требований исчезают.

Паропроницаемость имеет две стороны медали. С одной стороны дышащие стены обеспечивают здоровый микроклимат, а с другой при прямом контакте с водой в материале начинает скапливаться влага, что приводит к частичной потере теплоизоляционных свойств. Но не забывайте, что в скором времени газосиликат отдаст всю влагу.

Правила строительства домов из ячеистого бетона

Из-за высокой паропроницаемости при осуществлении отделочных работ важно следовать правильной очередности. Внешнюю отделку можно начинать делать, только после того, как в блоках понизится влажность. Иначе, при нанесении штукатурки и активном использовании, вода из блоков начнет выходить наружу, что сведет все усилия к нулю. Зимой также нельзя проводить работы по отделке, так как влага замерзнет под штукатуркой, и последняя может потрескаться. Поэтому, сначала нужно совершить все мокрые работы, потом просушить дом и оставить его на пару сезонов, а после приступать к отделке в сухую погоду.

Газосиликат ложится только на клей, это предотвращает появление «холодных мостиков» и улучшает его теплопроводность. Один сантиметр раствора увеличивает теплоизоляционные свойства на 20–30%, что очень существенно при строительстве дома из больших стен.

Резюме

Надеемся, наша статья поможет вам разобраться в большом количестве физических параметров кирпича и выбрать для себя наиболее подходящий вариант по всем показателям! А видео в этой статье предоставит дополнительную информацию по этой теме, смотрите.

Оцените пожалуйста статью ☺

Нажмите по звездочке ↓

Средний рейтинг: 0 / 5. Количество голосов: 0

Проголосуйте первым! :)

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector